液晶显示器的原理课件

1、 液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造 20162016年年2 2月月 ( (一一) ) 序言序言 一、对显示器的要求一、对显示器的要求 1 1. .性能好且稳定（高亮度、高对比度、性能好且稳定（高亮度、高对比度、 宽视角、快速响应等）宽视角、快速响应等） 2 2. .高密度信息量高密度信息量 3 3. .可擦除可擦除 4 4. .使用方便、安全、可靠使用方便、安全、可靠 5 5. .寿命长寿命长 6 6. .适宜的价格（低成本）适宜的价格（低成本） 加电场加电场 二、液晶显示的原理二、液晶显示的原理 基片的表面处理基片的表面处理 液晶分子呈有序排列液晶分子呈有序排列 有一定的光学状态

2、有一定的光学状态 液晶分子排列液晶分子排列 发生变化发生变化 光学状态发生变化光学状态发生变化 产生对比度产生对比度显示显示 三、液晶显示的模式三、液晶显示的模式 显示模式显示模式 电流效应型电流效应型动态散射型（动态散射型（DSDS） 胆甾型（胆甾型（CHCH） 反铁电型（反铁电型（AFLCAFLC） 铁电型（铁电型（FLCFLC） 相变型（相变型（PCPC） 宾主型（宾主型（GHGH） 电控双折射型（电控双折射型（ECBECB） 超扭曲向列型（超扭曲向列型（STNSTN） 电场效应型电场效应型 介电各向异性型介电各向异性型 扭曲向列型（扭曲向列型（TNTN） ( (二二) ) 什么是液晶什

3、么是液晶 一、液晶的发现及命名一、液晶的发现及命名 1888年奥地利植物学家年奥地利植物学家 F.Reinitzer 在加热胆甾醇在加热胆甾醇 苯甲酸酯结晶试验时发现：苯甲酸酯结晶试验时发现： 结晶结晶 酯酯 加热加热 加热加热 透明透明 液体液体 冷却冷却冷却冷却 德国物理学家德国物理学家 O.Lehmann O.Lehmann 将其称为：将其称为：Fliessende Krystalle(Fliessende Krystalle(德语德语) ) 英文为：英文为：Liquid Crystal Liquid Crystal 中文即：液晶中文即：液晶 乳白色乳白色 浑浊液体浑浊液体 二、液晶分子

4、的结构二、液晶分子的结构 CN 化学家的观点化学家的观点物理学家的观点物理学家的观点 形状各向异性形状各向异性, , 长度长度 4 4倍宽度倍宽度 上述分子上述分子(5CB) 是是 2 nm 0.5 nm 分子长轴有一定刚性分子长轴有一定刚性 分子末端分子末端含有含有极性或可极化的基团极性或可极化的基团 CH3 - (CH2)4C N 三、液晶的定义三、液晶的定义 n通常物质有三态：固体通常物质有三态：固体 液体液体 气体气体 n液晶是物质的第四态液晶是物质的第四态介乎于各向同性液体介乎于各向同性液体 和晶体之间的中间相（和晶体之间的中间相（mesophase） n晶体晶体 液晶液晶 （各向同

5、性）液体（各向同性）液体 气体气体 n具有液晶相的物质都是有机化合物具有液晶相的物质都是有机化合物 四、液晶的特点四、液晶的特点 ( (各向同性各向同性) )液体液体液晶液晶晶体晶体 宏观宏观流动性、各向同性流动性、各向同性流动性流动性、各向异性、各向异性有一定形状、各向异性有一定形状、各向异性 微观微观位置短程序位置短程序位置短程序、位置短程序、方向序方向序位置长程序位置长程序 表表1 温温 度度 晶体晶体 向列相液晶向列相液晶 各向同性各向同性相相 液液 晶晶 相相 图图1 五、液晶的分类五、液晶的分类 19221922年法国年法国G.FriedelG.Friedel将液晶分成三大类将液晶

6、分成三大类 向列相向列相 分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布 胆甾相胆甾相 分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋 轴的平面内分子排列类似向列相轴的平面内分子排列类似向列相 近晶相近晶相 层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子 重心无序分布（重心无序分布（A A、C C、C C* *）或有序分布（）或有序分布（B B、G G、F F、 G G） 近晶近晶C C相相 近晶近晶A A相相 向列相向列相 图图2 向列相向列相当当VgsVth时为导通区时为导通区.

7、2、TFT的特性及功能 信号线信号线 扫描线扫描线 Glass Gate SiONx a-Si:H SiNx S/ D ITO PVX n+a-Si 存储电容存储电容 象素电极象素电极 a-Si TFT 3、TFT象素的基本结构象素的基本结构 a-Si TFT在在TFT-LCD中的作用中的作用 功功能能： 1) 确确认认栅栅引线引线上上是否有电压是否有电压 2) TFT打打开开 3) 确确认数据引线认数据引线上上是否有数据是否有数据 信号电压信号电压 4) 液液晶晶分子偏转分子偏转 5) 屏屏幕显示内容改变幕显示内容改变 5、模块驱动结构图 灰度驱动方法 电压振幅调制灰度法（电压灰度法） 白白灰灰黑黑 （a）屏上外加电压与屏透过率的特性）屏上外加电压与屏透过率的特性 （b）信号源电压波形）信号源电压波形 像素电极像素电极 液晶分子液晶分子 公共电极公共电极 DC/DC converter Timing Controller Source driver IC Gate driver IC Interfa